[發(fā)明專利]一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的方法及其設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310154949.2
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN104117876B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 王忠勇;馬超;宋豫全;鄧計才;高向川
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09;B23Q17/24
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉;李想

本發(fā)明公開了一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的方法及其設備，具體涉及一種基于計算機視覺技術的圖像處理系統(tǒng)。所述方法包括如下步驟：（1）待測工具進入檢測位后，對刀具進行拍照，并將拍照所得的圖像傳送至視頻解碼器中，視頻解碼器對圖像進行解碼后送入圖像處理芯片中；（2）圖像處理芯片對接收到的圖像進行處理與分析，提取待測刀具的待比對特征，并將待比對特征與正常刀具模板的特征進行比對；（3）若比對結(jié)果正常，則刀具繼續(xù)工作，若比對結(jié)果出現(xiàn)異常，則發(fā)出機床停止信號并報警。本發(fā)明能快速、準確的檢查到刀具是否發(fā)生磨損與斷裂，整個檢查過程成本低廉、操作簡單、檢測精準，節(jié)省了人力、物力、財力。

技術領域

本發(fā)明涉及一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的方法及其設備，具體涉及一種基于計算機視覺技術的判斷切削刀具是否斷裂或磨損的圖像處理系統(tǒng)。

背景技術

切削刀具在機械加工中屬于消耗品，容易在使用中發(fā)生磨損與斷裂，而隨著自動化程度的提高，越來越多的加工過程不需要人值守，在此期間，一旦發(fā)生金屬切削刀具的斷裂與磨損，不但會產(chǎn)生不良品、浪費原料，嚴重時甚至會損壞設備，所以及時發(fā)現(xiàn)刀具的異常至關重要。對于絲錐和鉆頭類刀具，通常使用光纖傳感器檢測絲錐或鉆頭的尖端，但這種光纖傳感器對車刀等類型的刀具無能為力；對于車刀等數(shù)控機床刀具的監(jiān)控，通常是通過檢測加工過程中軸向驅(qū)動電流或震動能量的變化，并將監(jiān)測值同已知設定模型進行比對的方式實現(xiàn)監(jiān)控功能，但是這種方式成本較高，檢測時容易受到電網(wǎng)狀況的影響，應用范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是在機械加工中車刀等數(shù)控機床刀具斷裂或磨損時易產(chǎn)生不良品、浪費原料、設備易損壞以及原有的檢查車刀等數(shù)控機床刀具是否斷裂或磨損的方法及設備成本較高，提供一種成本低廉、操作簡單、檢測精準、應用范圍廣泛的檢查切削刀具是否斷裂或磨損的方法及其設備。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的方法，它包括如下步驟：（1）待測工具進入檢測位后，對刀具進行拍照，并將拍照所得的圖像傳送至視頻解碼器中，視頻解碼器對圖像進行解碼后送入圖像處理芯片中；（2）圖像處理芯片對接收到的圖像進行處理與分析，提取待測刀具的待比對特征，并將待比對特征與正常刀具模板的特征進行比對；（3）若比對結(jié)果正常，則刀具繼續(xù)工作，若比對結(jié)果出現(xiàn)異常，則發(fā)出機床停止信號并報警。

所述的圖像處理芯片對接收到的圖像進行處理與分析，其中對圖像的處理包括：圖像降噪處理、圖像直方圖均衡或圖像銳化中的任意一種。

所述的圖像降噪處理是指：用中值濾波或平均值濾波的方法去除椒鹽噪聲種類的圖像噪聲污染；圖像銳化中采用模板卷積和頻域濾波方法。

所述的將待比對特征與正常刀具模板的特征進行對比時，采用模板匹配或神經(jīng)網(wǎng)絡的方法進行比對。

一種檢查切削刀具是否斷裂或磨損的設備，它包括對待測刀具進行拍照的刀具檢查相機；所述的刀具檢查相機將拍攝的圖片送入機箱內(nèi)的視頻解碼器中，視頻解碼器與圖像處理芯片相連，圖像處理芯片連接MCU，MCU與人機接口、接近開關傳感器和存儲器相連。

所述的刀具檢查相機包括CCD或CMOS成像器件和鏡頭。

所述的MCU連接有照射待測刀具的光源，光源至少為一個LED。

所述的視頻解碼器與邏輯控制模塊、晶振、電源和刀具檢查相機相連接。

所述的存儲器采用FLASH和SRAM，SRAM為圖像處理芯片與MCU共享。

所述的MCU連接有報警器，報警器為三色聲光報警器。

采用上述技術方案的本發(fā)明，切削刀具在機械加工中，在沒有人值守的情況下，也能快速、準確的檢查到刀具是否發(fā)生磨損與斷裂，及時更換刀具，減少不良品的產(chǎn)生、減少原料的浪費，整個檢查過程成本低廉、操作簡單、檢測精準，為使用單位節(jié)省人力、物力、財力。